Klimautvikling i Nord-Norge og på Svalbard i perioden 1900–2100
Klimaendringer i norsk Arktis
NorACIA delutredning 1
Eirik J Førland (red), Rasmus E Benestad, Frode Flatøy, Inger Hanssen-Bauer, Jan Erik Haugen, Ketil Isaksen, Asgeir Sorteberg og Bjørn Ådlandsvik
NORSK POLARINSTITUTT
135
RAPPORTSERIE 135/REPORT SERIES 135 NORSK POLARINSTITUTT/NORWEGIAN POLAR INSTITUTE 2010
Rapportserie nr. 135 Report series no. 135
Klimautvikling i Nord-Norge og på Svalbard i perioden 1900–2100
Klimaendringer i norsk Arktis
– NorACIA delutredning 1
Eirik J Førland (red), Rasmus E Benestad, Frode Flatøy, Inger Hanssen-Bauer, Jan Erik Haugen, Ketil Isaksen, Asgeir Sorteberg og Bjørn Ådlandsvik
Norsk Polarinstitutt er Norges sentralinstitusjon for kartlegging, miljøovervåking og forvaltningsrettet forskning i Arktis og Antarktis.
Instituttet er faglig og strategisk rådgiver i miljøvernsaker i disse områdene og har forvaltningsmyndighet i norsk del av Antarktis.
The Norwegian Polar Institute is Norway’s main institution for research, monitoring and topographic mapping in Norwegian polar regions.
The institute also advises Norwegian authorities on matters concerning polar environmental management.
Adresse/address NorACIA sekretariat Norsk Polarinstitutt Polarmiljøsenteret NO-9296 Tromsø [email protected] www.npolar.no www.noracia.npolar.no
Eirik J Førland, Meteorologisk institutt Rasmus E Benestad, Meteorologisk institutt Frode Flatøy, Bjerknes Centre for Climate Research Inger Hanssen-Bauer, Meteorologisk institutt Jan Erik Haugen, Meteorologisk institutt Ketil Isaksen, Meteorologisk institutt
Asgeir Sorteberg, Bjerknes Centre for Climate Research Bjørn Ådlandsvik, Havforskningsinstituttet
Teknisk redaktør: Marte Lundberg, Norsk Polarinstitutt Design/lay out: Norsk Polarinstitutt
Forsidefoto: Stein Ø Nilsen, tromsofoto.net Trykket: Mai 2010, Lundblad Media AS
ISBN: 978-82-7666-272-6
ISSN: 0803-0421
Forord
NorACIA; Norwegian Arctic Climate Impact Assessment, er et initiativ tatt av den norske regjering for å følge opp Arctic Climate Impact Assessment (ACIA), et prosjekt underlagt Arkisk råd. NorACIA søker å synliggjøre eksisterende kunnskaper og utvikle nye kunnskaper om kli- maforhold i norsk Arktis og fokuserer på hvilke kunnskapshull som bør tettes.
NorACIA er organisert gjennom en styrings- gruppe med representanter fra Miljøvern- departementet (styreleder), Direktoratet for naturforvaltning, Norsk Polarinstitutt og Statens forurensningstilsyn, og har et sekretariat koordi- nert av Norsk Polarinstitutt.
Innen rammen for NorACIA er fokus på formid- ling, forvaltningsrådgivning og sammenstilling
av kunnskap om klimaendringer i norsk Arktis.
Hovedsiktemålet for NorACIA er å samle kunn- skap om klimaendringer i regionen, kunnskap som kan danne basis for videre vurderinger av tiltak forbundet med klimaendringer og konse- kvenser av disse.
NorACIA er bygget opp av fem delutredninger, hvorav denne er den første i rekken. De andre delutredningene tar for seg følgende temaer:
Delutredning 2: Fysiske og biogeokjemiske prosesser
Delutredning 3: Effekter på økosystemer og biologisk mangfold
Delutredning 4: Effekter på folk og samfunn Delutredning 5: Tilpasning og avbøtende tiltak
I tillegg skal det utarbeides en lettere tilgjenge- lig synteserapport. Alle delutredningene og synteserapporten skal ferdigstilles i løpet av første kvartal 2010.
Denne rapporten omhandler klimautviklin- gen i Nord-Norge og på Svalbard i perioden 1900–2100.
Delutredningen er skrevet av et team av forskere fra Meteorologisk institutt, Bjerknes Centre for Climate Research og Havforskningsinstituttet.
Tromsø 9.4.2010 Birgit Njåstad
sekretariatet for NorACIA
Innledning
Landområdene i Arktis har i løpet av de siste 2–3 dekader gjennomgått sterkere oppvarming enn noen annen del av jordkloden, og utbre- delsen av havis har minket med størrelsesorden 10 % i den samme perioden (ACIA 2005; IPCC 2007). Klimaforholdene i Arktis er preget av stor variabilitet, både fra år-til-år, men også på dekadeskala. En varm periode, med nesten like høye temperaturer som de siste årene, ble observert i Arktis fra 1925 til 1945. Men ifølge IPCC (2007) var den geografiske fordeling av oppvarmingen i denne perioden forskjellig fra den nåværende oppvarmingen som omfatter hele jordkloden.
IPCC (2007) slår fast at det er meget sannsynlig at det meste av den observerte økningen i global middeltemperatur siden ca. 1950 skyldes økning i konsentrasjon av menneskeskapte drivhusgas- ser. Rapporten slår videre fast at det er sannsyn- lig at det har vært en signifikant menneskeskapt oppvarming i løpet av de siste 50 år over alle kontinenter unntatt Antarktis.
Resultatene fra globale klimamodeller indikerer at den menneskeskapte oppvarmingen fremover vil bli forsterket på høye nordlige bredder på grunn av komplekse tilbakekoplingsmekanismer i hav-atmosfære systemet. Klimaendringene som har foregått i Arktis har allerede hatt betyde- lig innvirkning på miljø og på økonomiske aktiviteter. Hvis den nåværende oppvarmingen fortsetter som projisert av klimamodellene, vil
virkningene bli mer omfattende, og vil påvirke økosystemer, kulturer, levesett og økonomi i store deler av Arktis. Det arktiske klimasystemet er meget komplekst, og har en rekke samvirk- ninger med det globale klimasystemet. Endrin- ger i klimaet i Arktis kan således ha en betydelig innvirkning også på det globale klima.
I studier av klimaendringer i Arktis er det viktig å være klar over den store naturlige klimava- riabiliteten. I simuleringer med klimamodeller projiseres det betydelig menneskeskapt tempera- turøkning («signal») i Arktis, men det vil fortsatt være meget store naturlige variasjoner («støy»).
Følgelig vil forholdet signal/støy være lavere i Arktis enn på lavere breddegrader. I tolkningen av klimaendringer i Arktis er det også begrens- ninger på grunn av spredt stasjonsnett og store måleproblem under tøffe værforhold.
Dagens klimaforhold i norsk Arktis Norskehavet og Barentshavet er usedvanlig varme, breddegraden tatt i betraktning. Norske- havet er isfritt bortsett fra den nordligste delen ved Framstredet. De atlantiske vannmassene i Barentshavet er også isfrie, mens mesteparten av de arktiske vannmassene har isdekke deler av året. Barentshavet har de siste år i hovedsak vært isfritt sommerstid, men med is i et lite område i den nordøstlige delen. Isutbredelsen varierer imidlertid mye fra år-til-år.
Kystområdene i Nord-Norge har vanligvis forholdsvis mildt vinterklima og kjølige somre, mens innlandsområdene har mer kontinentalt
klima med lave vintertemperaturer og forholds- vis høye sommertemperaturer. For værstasjo- nene i Svalbard-området er klimaet «maritimt»
(relativt mildt og fuktig) i år (eller perioder) når sjøen rundt stasjonene er isfri. Når stasjonene er omgitt av havis blir klimaet mer kontinentalt (kaldt og tørt) fordi havisen isolerer for varme- og fuktighets-tilførsel fra havet og i tillegg reflekterer mye av solstrålingen. Temperaturen på de arktiske stasjonene har derfor forholdsvis store år-til-år variasjoner.
I Nord-Norge er det store regionale forskjeller i årsnedbør. I deler av Nordland faller det mer enn 3000 mm/år, mens enkelte målestasjoner i indre strøk har årsnedbør på under 300 mm/
år. I Svalbard-regionen er årsnedbøren lav fordi luftmassene vanligvis har lavt vanninnhold og liten vertikal instabilitet. Over Spitsbergen er det en gradient fra høyere verdier i sørvest til lavere verdier i nordøst.
Klimautvikling de siste 100 år Den nåværende oppvarming omfatter største- delen av jordkloden, men med et maksimum på høyere nordlige bredder. Den midlere luft- temperatur i Arktis økte med ca. 0,09 °C per dekade i løpet av det siste århundret (ACIA, 2005). Mønsteret i temperaturutviklingen er tilsvarende den globale; det vil si en økning frem til midten av 1940-årene, en minking fra da og til midten av 1960-tallet og deretter en kraftig temperaturøkning på ca. 0,4 °C per dekade. Det er viktig å være klar over at det i Arktis var en Sammendrag
Bakgrunn for rapporten
Denne rapporten er en norsk oversettelse av den engelske rapporten Climate development in North Norway and the Svalbard region during 1900–2100 (Førland et al. 2009), utgitt som Norsk Polarinsti- tutt Rapportserie 128 i april 2009. Etter at arbeidet med den engelske versjonen av denne rapporten
var avsluttet, ble det utført et omfattende arbeid med en klimarapport som danner bakgrunn for en NOU om klimatilpasning. Noen nye resultater fra denne rapporten (Hanssen-Bauer et al. 2009) er tatt inn som et eget kapittel (nytt kap. 5) i denne norske versjonen. Samtidig er det i forhold til den engelske
versjonen foretatt en oppdatering av tabeller og figurer, samt av enkelte tekstavsnitt.
Oslo, desember 2009 Eirik J Førland
periode nesten like varm som den nåværende fra sent på 1920-tallet og til tidlig på 1950-tallet.
Årsmiddeltemperaturen i Nord-Norge har økt betydelig i løpet av de siste 100 år; med en lineær trend på ca. 0,1 °C per dekade. Også i dette området var det en varm periode på 1930-tallet. For alle deler av Nord-Norge unn- tatt Finnmarksvidda, har det vært en statistisk signifikant positiv temperaturøkning både for vår, sommer og høstsesongene. For stasjonene i Svalbard-området er det stor variabilitet på flere tidsskalaer, slik at det var positiv tempe- raturtrend før 1930-tallet, en forholdsvis varm periode de neste to dekadene, et temperaturfall fra 1950-tallet til 1960-tallet og deretter en generell temperaturøkning.
I Longyearbyen-området har årsmiddeltempe- raturen økt betydelig siden målingene startet i 1912. De lineære temperaturtrendene for Svalbard Lufthavn – Longyearbyen fra 1912 til 2008 er + 0,23 °C per dekade (årsverdier), + 0,21 (vinter), + 0,46 (vår), + 0,10 (sommer) og + 0,16 (høst). Med unntak av vintersesongen er både års- og årstidstrendene statistisk signifi- kante på 5 %-nivået.
Observasjonene fra Arktis tyder på at det er sannsynlig at årlige nedbørsmengder har økt i områdene nord for 60 °N i løpet av det siste århundret (ACIA, 2005; IPCC, 2007). For Nord-Norge, med unntak av Varangerhalvøya, har årsnedbøren økt med ca. 2 % per dekade i løpet av de siste 100 år. Alle stasjoner i Svalbard- området og på Jan Mayen viser en positiv trend i årsnedbør gjennom perioden de har vært i drift.
Ved Svalbard Lufthavn er den lineære økning i årsnedbør 2,4 % per dekade, mens den på Bjørnøya er 3,2 % per dekade.
Temperaturen i toppen av permafrostlaget (ca.
2 m dybde) ved Janssonhaugen like ved Long- yearbyen har i løpet av de siste 2–3 dekader økt med ca. 0,7 °C per dekade. Middeltemperaturen på 30 meters dybde har økt med ca. 0,35 °C per dekade og på 60 meters dybde med 0,05 °C per dekade. Analysene viser også intensivert tempe- raturøkning i permafrostlaget, spesielt i løpet av det siste tiåret. Med et Arktis som gjennomgår raske klimaendringer, inkludert en økende hyp- pighet av ekstreme temperaturer, kan den frem- tidige oppvarmingen av permafrostlaget blir mer preget av irregulær enn regulær oppvarming.
Med rundt 140 individuelle lavtrykk og en midlere oppholdstid på 2,6 døgn, forekommer det hyppig lavtrykk i norsk Arktis. For lavtrykk som kommer inn i Arktis fra Grønlandshavet og Norskehavet, er det en positiv trend i både midlere intensitet og i intensiet i de sterkeste lavtrykkene. Den såkalte syklonaktivitetsindeksen har økt til alle årstider, med en økning på årsba- sis på 27 % i perioden 1950–2006.
For utbredelse av havis finnes det omfattende data tilbake til 1970-tallet da systematisk satel- littovervåkning kom i gang. Disse seriene viser en tilbakegang i utbredelse av havis for hele Arktis og spesielt for Barentshavet. ACIA (2005) slo fast at det er meget sannsynlig at det har vært en minking i midlere havisutbredelse i Arktis i
løpet av de siste 40 år. Tidsseriene for isutbre- delse for april viser en sterk reduksjon. For sommerisen er reduksjonen enda mer markert.
For istykkelse foreligger det færre data, men en tidsserie fra området ved Hopen viser en reduk- sjon i løpet av de siste 40 år.
Fremskrivning av klimautvikling i det 21. århundret
De mest avanserte verktøy for å lage fremskriv- ninger («projeksjoner») av fremtidig global klimautvikling er generelle sirkulasjonsmodeller for atmosfære-hav-systemet (AOGCM). Disse modellene inkluderer dynamisk beskrivelse av prosesser i både atmosfære, hav og havis, og oftest også prosesser over landområder. Oppløs- ningen i de nåværende AOGCM er tilstrekke- lige til å modellere de fleste storskala fenomener, men er generelt for grov til at disse modellene kan representere klima på regional eller lokal skala. Når det er behov for mer detaljerte klima- data, må resultatene fra AOGCM-simuleringene nedskaleres med enten dynamiske (regionale klimamodeller, RCM) eller empirisk-statistiske (ESD) metoder. Begge disse metodene for neds- kalering har vært anvendt i NorACIA.
Simuleringer med globale og regionale klima- modeller (ACIA, 2005) indikerer at frem til slutten av dette århundret, er temperaturen i Arktis projisert å øke med 7 ºC og 5 ºC for henholdsvis A2 og B2 utslippsscenariene. Den sterkeste oppvarmingen vil foregå om høsten og vinteren. Datasettet fra flere modellsimuleringer som ble benyttet for IPCC (2007) projiserte en årlig oppvarming i Arktis på 5 °C mot slutten av det 21. århundret.
Det er store forskjeller i hvordan ulike globale og regionale klimamodeller beskriver både nåværende og fremtidige isforhold i norsk del av Arktis, og usikkerheten i de arktiske klimapro- jeksjonene er derfor betydelig. Den spesialut- viklede NorACIA-RCM synes å gi en realistisk beskrivelse av de nåværende klimaforholdene i Nord-Norge og Svalbard-regionen. Dersom inngangsdataene er realistiske, vil modellen også trolig gi en brukbar beskrivelse av fremtidig klimautvikling. Det er imidlertid meget ressurs- krevende å foreta simuleringer med regionale klimamodeller, så foreløpig er kun noen få glo- bale klimamodeller nedskalert med NorACIA- RCM. For å kunne gi en mer robust beskrivelse av fremtidig klima i norsk Arktis, er resultat fra projeksjoner av temperatur og nedbør fra ulike studier oppsummert i tabell 8.
Resultater fra simuleringer med NorACIA- RCM frem mot år 2050 indikerer en økning i årsmiddeltemperatur på ca. 1 ºC i kystområdene i Nordland og Troms, og mellom 1,5–2,0 ºC i østlige deler av Finnmark og sørvest for Spitsbergen. Over Svalbard er det en betyde- lig gradient i temperaturøkning fra sørvestlige områder (ca. 2 ºC) til nordøstlige deler (over 4 ºC). Dette mønsteret går igjen i mange scena- rier. Den projiserte minkingen i havisutbredelse har en betydelig innvirkning på de geografiske forskjellene i oppvarming.
Projeksjonene for temperaturendring fra
1961–1990 til 2071–2100 viser en sterkere opp- varming enn frem til år 2050. For store deler av Nord-Norge projiseres det en temperaturøkning på 2,5–3,5 ºC, med minst økning i vestlige kyst- områder og størst økning i Varanger-området og indre deler av Finnmark. Ifølge Hanssen-Bauer et al. (2009) gir middelsfremskrivningene en økning i årsmiddeltemperatur i de tre regionene i Nord-Norge på 3,4–4,2 ºC fra 1961–1990 til 2071–2100. For Svalbard er økningen i årsmid- deltemperatur ca. 3 oC i sørvest og ca. 8 oC i nordøst. Den projiserte oppvarmingen er minst om sommeren og størst høst og vinter. Dette gjelder i særlig grad for innlandsområdene. Det er også projisert en betydelig økning i lufttem- peratur for havområdene mellom Svalbard og Novaja Semlja; spesielt i perioden september–
mai. Den største økningen vil foregå i områder der havis erstattes av åpent vann.
For nedbør viser klimasimuleringene som ble brukt i ACIA (2005) at for Arktis (60–90 ºN) vil de årlige mengdene øke med ca. 12 % fra 1981–2000 til 2071–2090. IPCC (2007) slår fast at en økning i nedbørsmengder er meget sannsynlig på høyere breddegrader. Den pro- sentvise nedbørsøkningen er størst om vinteren og minst om sommeren, i samsvar med den projiserte oppvarmingen.
For store deler av Nord-Norge projiseres det en økning på 15–30 % i årsnedbør fra 1961–1990 til 2071–2100, mens for de nordøstlige deler av Spitsbergen er økningen opp mot 40 % (tabell 8). Årstidsnedbøren projiseres å øke over hele regionen til alle årstider; med størst økning vinter og vår. Det er imidlertid viktig å være klar over at det om vinteren er små nedbørsmengder i denne regionen. Dette innebærer at selv om det er store prosentvise økninger, kan økningen i absolutte nedbørverdier utgjøre bare noen få millimeter.
ACIA-klimascenariene (2005) projiserer at snø- dekket i Arktis vil fortsette å avta. Den største re- duksjonen vil foregå vår og høst. Utbredelsen av snødekket på høyere nordlige bredder har avtatt med ca. 10 % i løpet av de siste 30 år, og projek- sjonene antyder at det vil avta med ytterligere 10–20 % før slutten av dette hundreåret (ACIA 2005). Projeksjoner for Nord-Norge indikerer at sesongen med snø på bakken vil bli betyde- lig redusert frem til slutten av dette århundret.
Den største reduksjonen (mer enn 2 måneder) projiseres for kystområdene i Nord-Norge, mens snøsesongen på Finnmarksvidda blir ca. 1 måned kortere. På den andre siden vil maksimal snømengde øke over deler av Finnmarksvidda, i fjellområder i Nord-Norge og for store deler av Svalbard-regionen. Årsaken til dette er at selv om snøsesongen vil bli kortere i et varmere klima, vil dette bli kompensert av en betydelig økning i nedbør som snø vinterstid.
De nedskalerte projeksjoner av endringer i vindhastighet gir ikke robuste signal, og det er stor usikkerhet knyttet til vindprojeksjonene.
Simuleringene med NorACIA-RCM av midlere maksimal døgnlig vindhastighet for perioden 1980–2050 indikerer små endringer om som- meren, men en økning nord og øst for Svalbard
i de andre årstidene. Også frem mot slutten av det 21. århundret projiseres det små endringer i vindhastighet over Nord-Norge. For området nord og øst for Svalbard indikerer simuleringene for vintersesongen en økning på mer enn 10 % i midlere maksimal døgnlig vindhastighet. Dette henger sammen med den betydelige minkin- gen i havisutbredelse som modelleres for dette området. NorACIA-RCM simuleringene for endringer i maksimal vindhastighet indikerer at verdiene som overskrider 95 %-verdien, vil forekomme oftere i fremtiden. Den største økningen (1,5–2 ganger hyppigere enn i dagens klima) indikeres i et område mellom Spitsbergen og Novaja Semlja.
Som indikator på endring i nedbørsintensitet ble det benyttet 1-døgns nedbørverdi som overskrides i 5 % av tilfellene («95 %-verdi»).
Simuleringene indikerer at denne 95 %-verdien mot slutten av dette århundret over mesteparten av området vil bli overskredet 1–1,5 ganger hyp- pigere enn i dagens klima. Også for døgn med nedbør >20 mm projiseres det en økning for hele regionen. Det bør imidlertid presiseres at bortsett fra deler av Nordland, vil det over stør- stedelen av regionen fortsatt være et forholdsvis lite antall døgn med nedbør >20 mm.
Projeksjoner av antall dager med kraftig snøfall (>10 cm per døgn) indikerer en minking i kystområdene i Nord-Norge og i sørvestlige
deler av Svalbard-regionen, og økende verdier i indre strøk i Nord-Norge og i nordlige deler av Svalbard-regionen.
Fra pilotstudier med data fra NorACIA-RCM ble det konkludert med at potensialet for polare lavtrykk utenfor kysten av Nord-Norge vil avta.
En havsimulering for Polhavet og Barentshavet er blitt foretatt med et regionalt havmodelle- ringssystem. Kontrollkjøringen for dagens klima dekker perioden 1986–2000, mens scenariet for perioden 2051–2065 er hentet fra en simulering med utslippsscenario A1B. Kontrollkjøringen vi- ser gode resultater i de vestlige deler av Barents- havet. I østlige deler derimot, gir modellen for stort varmetap fra hav til atmosfære. Simulerin- gene viser at middeltemperaturen på 50 meters dyp for september økte med 0,9 °C i området som ble studert. Problemer med simulering av is i kontrollkjøringen fører til en urealistisk stor oppvarming i østlige deler av Barentshavet. I den vestlige delen er oppvarmingen mindre enn 1 °C. Den marine nedskaleringen viser en svak svekking av innstrømmingen av atlanterhavs- vann til Barentshavet, men med omlag samme varmetransport.
Havnivået er projisert å øke i løpet av det 21.
århundret. Hovedårsaken er smelting av isbreer og termisk ekspansjon av sjøvann. Også endrin- ger av sirkulasjon i atmosfære og hav vil kunne påvirke den regionale endringen i havnivå. Ny-
lige estimat indikerer en økning i havnivå langs kysten av Troms og Finnmark på 10–20 cm frem mot år 2050 og 50–70 cm frem mot 2100.
Disse verdiene er korrigert for landhevning, men er usikre på grunn av sprikende estimat for be- regnet bresmelting på Grønland og i Antarktis.
Nedskaleringer er blitt utført for å studere endringer i fremtidig bølgeklima. Områder som i dagens klima er isdekket om vinteren og som vil bli isfrie i fremtiden vil bli utsatt for et tøffere bølgeklima. I øvrige områder er endringene ikke statistisk signifikante. Heller ikke for stormflo tyder simuleringene på noen signifikant endring på årsbasis, men det er en betydelig økning av stormflo om høsten. I kombinasjon med økt havnivå kan virkningen av stormflo bli mer alvorlig enn disse simuleringene viser.
Det er viktig å være klar over at projeksjonene av lokale og regionale klimaendringer er påvirket av en rekke svakheter og kilder til usikkerhet, blant annet:
– Uforutsigbar naturlig variabilitet (spesielt stor i nordisk Arktis)
– Usikkerhet i estimat av påvirkningsfaktorene for jordens klima
– Svakheter i klimamodellene
– Svakheter i metodene som benyttes for neds- kalering til lokal og regional skala
Innholdsfortegnelse
Forord 3
Sammendrag 3
1 Innledning 7
2 Klima i «NorACIA-regionen» 8
2.1 Faktorer som regulerer klimaet i norsk Arktis 8
2.2 Temperatur 8
2.3 Nedbør 10
2.4 Vind- og lufttrykkfordeling 12
2.5 Atmosfærisk sirkulasjonsmønster i Nord-Atlanteren og Arktis (NAO og AO) 12
2.6 Havstrømmer og vannmasser 13
2.7 Tilgjengelige klima- og klimaendringsdata fra norsk Arktis 14
3 Klimavariasjoner og trender i det 20. århundret 15
3.1 Introduksjon 15
3.2 Temperatur 15
3.3 Nedbør 18
3.4 Snø 19
3.5 Permafrost 20
3.6 Lavtrykk i Arktis 22
3.7 Marine indekser 22
4 Klimafremskrivninger for det 21. århundret 23
4.1 Klimamodellering og nedskalering 23
4.2 Regional klimamodell for NorACIA 26
4.3 Temperatur 28
4.4 Nedbør 31
4.5 Snø 33
4.6 Vind 33
4.7 Ekstreme klimaforhold 34
4.8 Polare lavtrykk 36
4.9 Havsimuleringer 38
4.10 Havnivå og stormflo 43
5. Nye klimafremskrivninger for Fastlands-Norge 43
6. Usikkerhet og mangler i klimafremskrivninger 47
7. Kunnskapshull og foreslåtte vitenskapelige tiltak 47
7.1 Langtidsovervåkning 47
7.2 Globale og regionale klimamodeller 48
7.3 Geografisk og temporal oppløsning av arktiske klimaprojeksjoner 48
7.4 Marin nedskalering 48
7.5 Usikkerhetsfaktorer 48
7.6 Distribusjon og «skreddersying» av klimaprojeksjoner for virknings- og tilpasningsstudier 48
8. Oppsummering 48
9. Referanser 50
10. Akronymer 52
momenter som vanskeliggjør både overvåkning og model- lering. Det er derfor spesielt viktig å gjøre optimal bruk av tilgjengelige observasjonsserier fra Arktis når man skal over- våke langtidsvariasjonene i ulike klimaelementer i denne regionen.
ACIA-rapporten (ACIA 2005) slår fast at det fremdeles er stort behov for økt kunnskap om klimasystemene og den regionale klimautviklingen i de nordlige polare områdene.
En fundamental begrensning i dagens forståelse og simule- ringer av det sammenkoblede hav-atmosfære-land-systemet i et regionalt perspektiv skyldes den store forskjellen mellom romlig oppløsning i de globale klimamodellene og skalaen som trengs for å beskrive de regionale prosessene. Ved å
«nedskalere» globale klimamodellresultater er det imidler- tid mulig å få informasjon med betydelig bedre romlige oppløsning enn i de globale modellene. For å nedskalere globale klimamodeller til regional og lokal skala brukes både dynamiske (regional klimamodell, RCM) og empirisk-sta- tistiske nedskaleringsmetoder (ESD). Da ACIA-rapporten ble sluttført i 2005, fokuserte de tilgjengelige regionale klimamodellene i svært begrenset grad på norsk Arktis, og den optimale geografiske oppløsningen var ca. 50 km.
Den norske regionale klimamodellen som ble benyttet på den tiden (http://regclim.met.no) dekket Spitsbergen, men representativiteten til klimasimuleringene for Svalbard var tvilsom, fordi regionen var for nær nordgrensen for model- lens område.
For de fleste konsekvensstudier av klimaendringer trengs langt mer detaljert romlig oppløsning enn det regionale klimamodeller er i stand til å produsere. For å få mer steds- spesifikke projeksjoner brukes derfor statistiske metoder for å skreddersy data fra storskala mønstre i globale eller regionale klimamodeller. En lang rekke nasjonale og globale resultater fra klimamodeller (inklusiv alle simuleringer gjort for den siste IPCC-rapporten (2007)) er nedskalert statistisk for værstasjoner i norsk Arktis (Benestad 2008). Resultater fra statistisk nedskalering kan også gi et mål for forskjellene mellom simuleringer fra ulike globale modeller og forskjel- lige utslippsscenarier. Statistisk nedskalering kan også benyt- tes til å illustrere representativiteten til de globale modellene brukt i RCM-simuleringene, sammenlignet med alle IPCC 4AR-projeksjoner.
For å forbedre beskrivelsen av den regionale klimautviklin- gen og for å skaffe til veie mer skreddersydd lokal informa- sjon for virknings- og tilpasningsstudier, ble det bestemt å inkludere følgende oppgaver i den norske oppfølgeren til ACIA-prosessen, NorACIA (www.noracia.npolar.no):
– Etablere en regional klimamodell med høy oppløsning for regionen Svalbard, Barentshavet, Nord-Skandinavia.
– Anvende empiriske metoder for å skreddersy klimapro- jeksjoner til bruk i virkningsstudier på utvalgte steder.
– Vise spredningen i klimaprojeksjoner for denne regio- nen, og illustrere representativiteten til de utvalgte simu- leringene sammenlignet med IPCC-scenariene (2007).
1. Innledning
Landområdene i Arktis har i løpet av de siste 2–3 tiårene opplevd større oppvarming enn noen andre områder på jorden (ACIA 2005; IPCC 2007). Beregninger med klimamodeller indikerer at den til en stor grad menneske- skapte oppvarmingen vil bli forsterket i Arktis på grunn av komplekse tilbakekoblingsmekanismer i atmosfære-hav-is- systemet. Klimaendringene som foregår i Arktis har alle- rede fått store konsekvenser for miljø og økonomi (ACIA 2005). Hvis de nåværende klimaendringene fortsetter slik som beregningene med klimamodeller tilsier, kommer disse virkningene til å bli forsterket og vil i vesentlig grad påvirke økosystemer, kultur, livsstil og økonomi over hele Arktis.
Det arktiske klimaet utgjør et komplekst system som inngår i et mangfoldig samspill med det globale klimasystemet (ACIA 2005). Forandringer i det arktiske klimaet vil derfor ha innvirkning også på det globale klimasystemet.
IPCC (2007) slår fast at det meste av den observerte øknin- gen i global middeltemperatur siden ca. 1950 svært sann- synlig skyldes økningen i konsentrasjon av drivhusgasser forårsaket av menneskeskapte utslipp, og at det er sannsyn- lig at det de siste femti år har vært en signifikant mennes- kepåvirket oppvarming over alle kontinenter bortsett fra Antarktis. Den observerte globale oppvarmingen samsvarer godt med den projiserte økningen (Rahmstorf et al. 2007).
Den observerte temperaturøkningen i Vest-Europa de siste tiårene ser imidlertid ut til å være sterkere enn det som si- muleres av globale klimamodeller (Oldenborgh et al. 2008).
Dette kan indikere at klimaprojeksjonene for Vest-Europa underestimerer effekten av den menneskeskapte oppvarmin- gen.
Drivisen i Arktis er en viktig indikator for klimavariasjoner.
Ifølge IPCC (2007) har den gjennomsnittlige årlige isut- bredelsen basert på satellittobservasjoner avtatt med om lag 2,7 ± 0,6 % hvert tiår siden 1978. I september 2007 var isutbredelsen på et rekordlavt nivå på mindre enn 4 millio- ner km2 sammenlignet med en gjennomsnittsverdi på 6 mil- lioner km2 i perioden 1979–2007. Isutbredelsen i september bestemmer hvor mye flerårsis det vil være i påfølgende år.
Også i september 2008 og 2009 var isutbredelsen nesten like liten som i 2007 (www.nersc.no). ACIAs klimascena- rier (ACIA 2005) tilsa at isutbredelsen i sommermånedene ville minke med mer enn 50 % i løpet av det 21. århundre.
Den beregnede reduksjonen i havisutbredelse om vinteren er mindre enn om sommeren, men modellene indikerer at iskanten i mars vil trekke seg betydelig tilbake i polare havområder.
I enhver regional studie av klimaendringer i Arktis må det tas hensyn til at naturlige variasjoner er spesielt store i denne regionen. I klimamodellsimuleringer for Arktis er «signalet»
fra menneskeskapt oppvarming sterkt, men variasjonene («støyen») er også sterke. Derfor er dette forholdet mellom signal og støy lavere i Arktis enn på lavere breddegrader. I Arktis er mangelen på data og måleproblemer andre viktige
– Vurdere potensielle overraskelser i klimasystemene, det vil si hendelser som i dag er usannsynlige, men som kan ha alvorlige konsekvenser dersom de inntreffer i fremti- den. Dette inkluderer for eksempel uventede forstyrrelser i værsystemet eller i den termohaline sirkulasjonen.
Denne rapporten gir en vurdering av nåværende kunnskap om klimaforhold og klimautvikling (1900–2100) i norsk Arktis, med spesiell vekt på resultater fra klimascenario- aktiviteten i NorACIA-programmet (Førland et al. 2008).
Hovedfokus er Svalbard-regionen, Jan Mayen og Nord-Nor- ge (Finnmark, Troms og Nordland fylker); jfr. figur 1.
Figur 1. Kart over norsk Arktis inkludert værstasjonene som er nevnt i rapporten.
2. Klima i «NorACIA-regionen»
2.1 Faktorer som regulerer klimaet i norsk Arktis De norske høyarktiske værstasjonene (på Spitsbergen, Hopen, Bjørnøya og Jan Mayen, fig. 1) er alle kyststasjoner som ligger i den nordlige delen av Nord-Atlanteren hvor hoveddelen av varmetransporten mellom de midlere og nordlige breddegrader skjer. I den østlige delen av området og langs kysten av Nord-Norge transporterer norskestrøm- men (en gren av den nordatlantiske strømmen) varme vannmasser, som har sin opprinnelse i Golfstrømmen, inn i Barentshavet og langs vestkysten av Spitsbergen (fig.
9). I den vestlige delen av Framstedet transporterer Øst- grønlandsstrømmen kaldt vann (og havis) fra polbassenget sørover til Nord-Atlanteren. Også atmosfæren bidrar sterkt til varmetransporten mellom sør og nord i dette områ- det. En nøkkelfaktor er polarfronten – grensesonen hvor kalde polare luftmasser fra nordøst møter varme maritime
luftmasser fra sørvest. Luftmassetransporten styres av den storstilte trykkfordelingen. Gjennomsnittlige trykkmønstre ved havnivå viser at et område med lavt lufttrykk strekker seg fra Island mot Barentshavet (fig. 7). Dette lavtrykks- området er spesielt markert om vinteren, men også tydelig om høsten og våren (jfr. kapittel 2.4). Sør for dette området transporteres fuktig og mild luft nordøstover langs kysten av Nord-Norge. Øyene Jan Mayen og Bjørnøya ligger nær opp til dette lavtrykksområdet. Hopen og Spitsbergen ligger vanligvis så langt nord i dette lavtrykksområdet (se fig. 7) at det er østlige og nordøstlige vinder som dominerer. Polar- fronten er imidlertid ikke statisk, og dens variable posisjon gjør at de norske arktiske stasjonene utsettes for luftmasser av svært ulik opprinnelse. Dette er en av grunnene til at disse stasjonene, til tross for at de ligger nær kysten, har stor klimavariabilitet.
En annen grunn til den store klimavariabiliteten ved de norske høyarktiske stasjonene, er de skiftende isforholdene.
Om sommeren er det vanligvis ingen is rundt stasjonene, med unntak av Hopen hvor det kan forekomme is (fig. 2).
Havisutbredelsen om vinteren og våren varierer imidler- tid betydelig (fig. 3). I år (eller perioder) hvor havet rundt stasjonene er isfritt blir klimaet «maritimt» (relativt mildt og fuktig). Når stasjonene er omkranset av is blir klimaet
«kontinentalt» (kaldt og tørt) fordi havisen isolerer dem fra de latente og merkbare varmekildene i havet. I tillegg reflek- teres mye av solstrålingen når havet er isdekket.
Jo nærmere en kommer Nordpolen, desto mer utpreget er den årlige variasjonen i lysforhold, mens døgnvariasjonen er mindre fremtredende. Alle de norske høyarktiske stasjo- nene har kontinuerlig dagslys 3–4 måneder om sommeren med netto varmegevinst og 3–4 måneder sammenhengende mørke om vinteren med netto varmetap. Fordi minimum skydekke opptrer om vinteren, er det et betydelig varmetap fra bakken i denne årstiden. Maksimum skydekke opptrer om sommeren, noe som resulterer i bare få timer med sterkt sollys. Hanssen-Bauer et al. (1990) studerte innflytelsen av skydekke på temperatur gjennom året. I januar–mars var dagtemperaturen mer enn 10 ºC høyere på overskyete dager enn på klarværsdøgn ved Svalbard lufthavn, Ny-Ålesund og Sveagruva. I juni–august fant de imidlertid at tempera- turen på klare dager bare var noen få grader høyere enn på overskyete dager.
2.2 Temperatur
De gjennomsnittlige lufttemperaturforholdene i området er illustrert i figurene 4 og 5. Kartene i figur 4, som er basert på ERA40 (Kållberg et al. 2004) nedskalert (se kapittel 4.2) med HIRHAM25 (Haugen & Haakenstad 2006), gir noe utjevnede geografiske temperaturforskjeller. Et fremtredende trekk er det milde vinterklimaet langs kysten av Nord- Norge. Over Spitsbergen er det en sterk temperaturgradient fra sørvest til nordøst. Om vinteren varierer middeltempe- raturen fra rundt -10 ºC langs vestkysten av Spitsbergen til under -20 ºC i nordøst. Om sommeren er kontrastene betydelig mindre.
Ny-Ålesund
20°0'0"V
80°0'0"N
75°0'0"N
75°0'0"N
70°0'0"N
70°0'0"N
65°0'0"N
65°0'0"N 10°0'0"V 0°0'0"
0°0'0"
10°0'0"Ø
10°0'0"Ø
20°0'0"Ø
20°0'0"Ø
30°0'0"Ø 40°0'0"Ø 50°0'0"Ø
Barentsburg Isfjord Radio
Longyearbyen/Svalbard Lufthavn Sveagruva
Hopen
Bjørnøya
Jan Mayen
Hammerfest
Tromsø
Kautokeino
Bodø
Karasjok Kirkenes Vardø
Innlandsområdene i Nord-Norge har kontinentalt klima med lave vintertemperaturer og høye sommertemperaturer (fig. 5). I for eksempel Karasjok er middeltemperaturen (1961–1990) i juli 13,1 ºC og i februar -15,4 ºC; det vil si en forskjell på oppimot 30 ºC. For kyststedene i regionen er forskjellen mellom middeltemperaturen i juli og februar betydelig lavere: Bodø og Vardø 15 ºC, Tromsø og Ham- merfest 16 ºC. For Jan Mayen er forskjellen mellom juli og februar 10 ºC, for Bjørnøya 12 ºC, for Ny-Ålesund 20 ºC og for Svalbard lufthavn 22 ºC.
Til å ligge så langt mot nord er det bemerkelsesverdig høye middelverdier og store variasjoner i vintertemperaturene i norsk Arktis. Det er derfor store avvik fra år-til-år fra de midlere temperaturforhold som er vist i figur 4 og 5. I for eksempel Longyearbyen, Ny-Ålesund og på indre strøk av Finnmarksvidda er forskjellen mellom høyeste og laveste middeltemperatur for januar rundt 20 ºC. På Bjørnøya og Jan Mayen er den tilsvarende verdien rundt 3 ºC, og i Vardø, Tromsø og Bodø 8 ºC.
Blant stasjonene på Svalbard er det Sveagruva og Svalbard lufthavn som har det mest kontinentale klimaet. På disse stasjonene er vintertemperaturen 2–5 ºC lavere, og som- mertemperaturen 1–2 ºC høyere enn på kyststasjonen ved Isfjord Radio. Sveagruva har vanligvis de laveste vintertem-
peraturene, mens de to sørligste stasjonene Bjørnøya og Jan Mayen har de høyeste. Middeltemperaturen om vinteren i Ny-Ålesund og Longyearbyen er på samme nivå; jfr. figur 5. Om sommeren har Longyearbyen de høyeste temperatu- rene, mens temperaturene i Ny-Ålesund og Isfjord Radio er like. Det er til en viss grad en tendens til mer «kontinentalt»
klima om vinteren enn om sommeren også på andre sta- sjoner. Det kan forklares med stasjonenes nærhet til fjorder som fryser til om vinteren.
Januar–mars er vanligvis den kaldeste delen av året. Men selv i denne perioden har det vært registrert temperaturer over 0 ºC ved alle stasjoner, både i høy-Arktis og på det norske fastlandet. På Jan Mayen kan det selv midtvinters forekomme temperaturer opp mot 10 ºC. Den laveste tem- peraturen som er målt på Spitsbergen er -49,4 ºC (Green Harbour, Spitsbergen, mars 1917). Også i Longyearbyen, Sveagruva og Ny-Ålesund har det vært målt temperatu- rer under -40 ºC. På Bjørnøya er laveste registrete mini- mumstemperatur -31,6 ºC, og på Jan Mayen -28,4 ºC. Ved kyststasjonene i Nord-Norge har det forekommet mini- mumstemperaturer på rundt -20 ºC. De laveste vintertem- peraturene i norsk Arktis finner vi imidlertid på indre strøk av Finnmarksvidda. Både i Karasjok og Kautokeino har det vinterstid blitt målt temperaturer under -50 ºC.
Figur 2. Maksimum (øvre panel) og minimum (nedre panel) årlig havisutbredelse i september i perioden 1971–2000. Antall år med maks/min havisutbredelse mel- lom ulike grenser er oppgitt i fargenyanser (Hygen 2009).
Figur 3. Maksimum (øvre panel) og minimum (nedre panel) årlig havisutbredel- se i april i perioden 1971–2000. Antall år med maks/min havisutbredelse mellom ulike grenser er oppgitt i fargenyanser (Hygen 2009).
Sommerstid er det små forskjeller i gjennomsnittlige (1961–1990) temperaturer i høy-Arktis; både for Bjørnøya, Svalbard lufthavn, Ny-Ålesund og Jan Mayen ligger middel- temperaturen for juli og august mellom 4 og 6 ºC (fig. 5).
På Hopen er middeltemperaturene i de to varmeste måne- dene rundt 2 ºC. Minimumstemperaturer langt under null kan forekomme gjennom hele sommeren. Bare sjelden over- stiger maksimumstemperaturen 15 ºC, men temperaturer over 20 ºC har av og til vært registrert på Bjørnøya og ved Svalbard lufthavn. Ved kyststasjonene i Nord-Norge er som- mertemperaturer over 25 ºC ikke uvanlige. Tromsø, Alta, Karasjok og Kautokeino har registrert maksimumstempe- raturer over 30 ºC. Dermed er forskjellen på høyeste og laveste registrerte temperatur på indre strøk av Finnmarks- vidda mer enn 80 ºC.
I vintersesongen er minimumstemperaturen ved de høy- arktiske stasjonene under 0 ºC de fleste dager; også ved de sørligste stasjonene Bjørnøya og Jan Mayen. I juli og august
overstiger maksimumstemperaturen vanligvis 0 ºC. Ved kyststasjonene i Nord-Norge holder minimumstemperatu- rene seg vanligvis over null i juli og august, men på indre strøk av Finnmarksvidda har det vært registrert temperatu- rer under null også i juni, juli og august.
2.3 Nedbør
Kartene i figur 6 viser hovedtrekkene i nedbørfordelingen over området. Nedbørverdiene er basert på nedskalering (se kapittel 4.2) av ERA40 for perioden 1961–2000 og gir trolig et overestimat av nedbøren (Haugen & Haakenstad 2006). Kartene viser at nedbøren er størst høst og vinter, og at det er en gradient over Spitsbergen fra høye verdier i sør- vest til lavere verdier i nordøst gjennom alle årstider unntatt sommeren.
I Nord-Norge er det store gradienter i årlig nedbør: De høyeste midlere årlige nedbørverdiene (1961–1990) er nær 3000 mm/år i de sørlige deler av Nordland (bl.a. ved
Lurøy), mens årsnedbøren ved noen stasjoner på indre strøk i Nord-Norge er under 300 mm/år (bl.a. i Dividalen).
Nedbøren er vanligvis liten lengst i nord fordi luftmassene er stabilt lagdelte og inneholder små mengder vanndamp. En stor del av nedbøren i Svalbard-regionen faller i forbindelse med lavtrykk som kommer inn fra sektoren sørvest-nord- vest. På Spitsbergen er det fjellregionene som får de største nedbørsmengdene og de indre fjorddistriktene som får minst – men topografien gjør at det er store lokale forskjeller. Kart over årlig nedbør- fordeling på Spitsbergen har hovedsake- lig vært basert på målinger av snødybde, studier av breakkumulering og spredte målinger av avrenning. Undersøkelser av fordelingen av breis og høyden på snøgrensen indikerer store forskjel- ler i snøakkumulasjon på Spitsbergen (Hagen & Liestøl 1990). Den høyeste akkumulasjonen finnes langs kysten, særlig i sørøst, mens den laveste finnes i de indre fjordstrøkene, særlig i nordøst.
Den midlere (1961–1990) årlige nedbø- ren basert på målinger i Svalbard-regio- nen er 190–440 mm, og på Jan Mayen 687 mm (jfr. tabell 6). Årsnedbøren for Svalbard lufthavn ( 190 mm/år) er den laveste ved noen norsk målestasjon.
Midlere månedlig nedbør er lavest i perioden april–juni. De fleste stasjonene har maksima både i august og februar–
mars. Den høyeste årlige nedbørsmeng- den målt på Spitsbergen er 750 mm (Isfjord Radio, 1972), den høyeste må-
Winter
HIRHAM 2−meter temperature ERA40
Spring
HIRHAM 2−meter temperature ERA40
Summer
HIRHAM 2−meter temperature ERA40 T2m
15 − 20 10 − 15 5 − 10 0 − 5
−5 − 0
−10 − −5
−15 − −10
−20 − −15
−25 − −20
−30 − −25
−35 − −30
Autumn
HIRHAM 2−meter temperature ERA40
Figur 4. Middeltemperatur (ºC) vinter (øverst t.v.), vår (øverst t.h.), sommer (nederst t.v.) og høst (nederst t.h.) fra 1961–2000 basert på en HIRHAM25 nedskalering av ERA40.
nedlige er 230 mm (Ny-Ålesund, november 1993), og den høyeste daglige 57 mm (Ny-Ålesund, 1. desember 1993).
Et spesielt trekk ved alle de norske høyarktiske stasjonene er at både regn og snø kan forekomme på et hvilket som helst tidspunkt av året. Det må understrekes at det er vanskelig å oppnå pålitelige nedbørsmålinger ved visse typer værforhold i Arktis. Snøfokk innebærer store problemer for nedbørsmå- lingene. «Nedbør» forårsaket bare av snøfokk er ekskludert i kvalitetskontrollen som utføres ved met.no, men i mange tilfeller er det en kombinasjon av nedbør og snøfokk. I slike tilfeller er det vanskelig å skille hvor stor del av nedbøren i målerne som skyldes henholdsvis «sann nedbør» og snøfokk.
Mens snøfokk kan føre til for høye nedbørsmengder i må- lerne, fører de tøffe værforholdene i Arktis til at målt nedbør oftest gir et underestimat av sann nedbør. En stor andel av nedbøren kommer som snø på dager med kraftig vind, og under slike forhold fanger de konvensjonelle målerne opp bare en liten andel av den reelle nedbøren (Førland et al. 1996). Basert på feltstudier i Ny-Ålesund, etablerte Hanssen-Bauer et al. (1996) korreksjonsfaktorer for slik oppfangningssvikt i nedbørsmålerne. Korreksjonsfaktoren viste seg å øke eksponentielt med økende vindhastighet. For snønedbør økte korreksjonsfaktoren med fallende lufttem- peratur, og for nedbør som regn økte den med minkende nedbørsintensitet. Hanssen-Bauer et al. (1996) konkluderte med at en typisk korreksjonsfaktor for oppfangningssvikt i Ny-Ålesund for snønedbør ville være 1,65–1,75, for nedbør som regn ville den være 1,05–1,10 og for sludd og blandet nedbør ville den være rundt 1,40. Et grovt anslag for et
«normalår» i Ny-Ålesund er at den virkelige nedbøren er omtrent 50 % høyere enn det som er målt.
Førland & Hanssen-Bauer (2000) har slått fast at i et varmere arktisk klima vil en større andel av den årlige nedbøren komme som regn og en minkende andel som snø. Dette vil føre til at nedbørsmålerne vil fange opp en større andel av nedbøren som faller, og dermed til en fiktiv positiv trend i tidsserier basert på målt nedbør. Derfor bør nedbør korrigert for oppfang- ningssvikt brukes i trendstudier for Arktis.
Spredte målinger bekrefter at årsnedbøren i fjell- områdene på Spitsbergen er betydelig større enn de registrerte mengdene ved de regulære værstasjonene på kysten (se f.eks. Steffensen 1982; Jania & Pulina 1994;
Osokin et al. 1994). Selv etter å ha trukket fra bidra- get fra bresmelting, indikerer målinger fra f.eks. Bay- elva nær Ny-Ålesund en betydelig høyere avrenning enn det som kan forklares ut fra nedbøren målt ved værstasjonen i Ny-Ålesund (Killingtveit et al. 1994;
Pettersson 1994). Hagen & Lefauconnier (1995) fant at gjennomsnittlig snøakkumulering vinterstid på Brøggerbreen i perioden 1967–1991 tilsvarte 720 ± 160 mm vannekvivalenter. Midlere årsnedbør målt på værstasjonen i Ny-Ålesund er imidlertid bare 370 mm/år (Førland 1993).
Fordi luftmassene løftes og dermed avkjøles over åser og fjell, øker vanligvis nedbøren med økende høyde over ha- vet. Analyser av nedbørsfordelingen på Spitsbergen, basert på et utstrakt nettverk av målinger, indikerer en 5–10 % økning i målt sommernedbør for hver 100 m høydeøkning (Killingtveit et al. 1994). Basert på snøobservasjoner i to nedbørsfelt, ble høydegradienten anslått å være 14 % per 100 m (Tveit & Killingtveit 1994). I Ny-Ålesund–Brøgger- breen-området, fant Hagen & Lefauconnier (1995) at høy- deøkningen av snøakkumulering hadde en ganske konstant gradient på 100 mm per 100 m – tilsvarende en økning på 25 % per 100 m høydeøkning.
Ved å måle nedbør i en profil over Austre Brøggerbreen, fant Førland et al. (1997a) at den totale nedbørsmengden på breen i sommersesongene 1994–1995 var omtrent 45 % høyere enn det som var registrert ved værstasjonen i Ny- Ålesund. Det ble også slått fast at nedbørsfordelingen i Ny- Ålesund-området var sterkt avhengig av vindretningen. Med storskala vind fra sør og sørvest falt det 60 % mer nedbør på breen enn i Ny-Ålesund, mens ved vind fra nordvest fikk Ny-Ålesund mer nedbør enn stasjonene på breen. En om- trentlig nedbørsøkning med høyden i Ny-Ålesund-området ble beregnet til å være 20 % per 100 m, i hvert fall opp til 300 moh.
Førland et al. (1997a) konkluderte med at det tilsynelatende misforholdet mellom nedbørsmålingene i Ny-Ålesund og avrenning/massebalanse-estimatene for Bayelva fullt ut kunne forklares med oppfangningssvikt i nedbørsmåleren i Ny-Ålesund og orografisk nedbørsøkning i breområdet.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14
82290 90450 94280 97250 98550 99710 99840 99910 99950
Temperature (degC)
Figur 5. Midlere (1961–1990) månedstemperatur (ºC) ved utvalgte stasjoner (82290 = Bodø, 90450 = Tromsø, 94280 = Hammerfest, 97250 = Karasjok, 98550 = Vardø, 99710 = Bjørnøya, 99840 = Svalbard lufthavn – Longyearbyen, 99910 = Ny-Ålesund og 99950 = Jan Mayen).
2.4 Vind og lufttrykksfordeling
Oversiktskart over gjennomsnittlig lufttrykk ved havnivå (MSLP: mean sea level pressure) og 10 meters vindhastig- het per sekund er vist henholdsvis i figur 7 og 8. Kartene er basert på nedskalering av ERA40 for perioden 1961–2000.
Den geografiske fordelingen av lufttrykk er om lag den samme for høst, vinter og vår (fig. 7). Området med lavt trykk fra Island til Barentshavet reflekterer de dominerende lavtrykkssystemene som går mot Skandinavia, med de laveste trykkverdiene om vinteren og høsten og de sterkeste trykkgradientene om vinteren. Den geografiske fordelingen av vindhastigheten (fig. 8) viser tilsvarende trekk som for
luftttrykk, med de sterkeste verdiene i Norskehavet om vin- teren. Observert årstidsforde- ling av ulike vindretninger viser at de dominerende vindene er fra nordøst-sørøst-sektoren på vestkysten av Spitsbergen, unntatt om sommeren (Hans- sen-Bauer et al. 1990; Førland et al. 1997b). Ved de enkelte målestasjoner er den vanligste vindretningen utover langs da- ler og fjorder fra innlandet mot kysten. Dette skyldes delvis topografiens kanaliserende ef- fekt på de storskala vindfeltene – som ofte har østlige kom- ponenter – og delvis drene- ringsvinder som transporterer kald «tung» luft fra isbreene i innlandet til det varmere havet.
Dette er også tilfellet ved inn- landsstasjonene i Nord-Norge.
På Finnmarksvidda er sørlige dreneringsvinder fremtredende om høsten, vinteren og våren.
Langs fjordene i Nordland er vindmønsteret i denne seson- gen dominert av østlige vinder.
Ved kyststasjonene i Nordland, Troms og Finnmark forekom- mer vanligvis de kraftigste vind- styrkene ved vind fra sektoren sørvest-nordvest.
Fordi norsk Arktis ligger i gren- sesonen mellom kald arktisk luft fra nord og mild maritim luft fra sør, er lavtrykksaktivite- ten høy. Ustabilt vær med sterk vind er derfor vanlig vinterstid.
I perioden november–mars har Isfjord Radio og Jan Mayen i gjennomsnitt mer enn 15–20 dager i måneden med vind- styrker sterkere enn 6 Beaufort (liten kuling). Vinden på Isfjord Radio blir forsterket av Isfjorden, som er trangere ved munningen enn lenger inne. Ved de andre Spitsbergen- stasjonene er frekvensen av sterke vinder betydelig lavere.
2.5 Atmosfærisk sirkulasjonsmønster i Nord-Atlanteren og Arktis (NAO og AO)
En vanlig brukt indeks for styrken av vestavindsfeltet i Nord-Atlanteren er den Nord-Atlantiske Oscillasjon (NAO) (f.eks. Hurrell 1995). NAO-indeksen har lenge vært benyt- tet som et mål for atmosfærisk variabilitet i Nord-Atlanteren mellom Nord-Amerika og Europa. NAO beskriver forskjel-
Winter
HIRHAM Precipitation ERA40
Spring
HIRHAM Precipitation ERA40
Summer
HIRHAM Precipitation ERA40 preses
1000 − 1500 750 − 1000 500 − 750 400 − 500 300 − 400 250 − 300 200 − 250 150 − 200 100 − 150 50 − 100 25 − 50
Autumn
HIRHAM Precipitation ERA40
Figur 6. Middelnedbør (mm) vinter (øverst t.v.), vår (øverst t.h.), sommer (nederst t.v.) og høst (nederst t.h.) i perioden 1961–2000 basert på HIRHAM25-nedskalering av ERA40.
lene i trykk ved havoverflaten mellom Islands-lavtrykket og et høytrykksområde som ofte ligger nær Azorene. Når begge disse trykksystemene er sterke (høyere enn normalt lufttrykk ved Azorene og lavere enn normalt ved Island), er NAO-indeksen høy. Når begge trykksystemene er svake, er indeksen lav. NAO er tydeligst om vinteren, men den kan identifiseres på et hvilket som helst tidspunkt på året. I vintre med høy NAO-indeks, fører et kraftig vestavindsfelt mild og fuktig luft inn over store deler av Nord-Europa og vi får mer intense og hyppigere stormer i Norskehavet (Ser- reze et al. 1997).
Som det påpekes i ACIA-rapporten (2005), argumenterer flere forfattere med at NAO bør regnes som en regional del av en mer omfattende sirkumpolar trykkvariasjon, den såkalte Arktiske Oscillasjon (AO). AO fremstår som et robust mønster som dominerer både måned-til-måned og år-til-år-variabiliteten i trykket ved havnivå. Tidsseriene for AO og NAO indeksene er i betydelig grad innbyrdes kor- relert. NAO/AO-indeksene var på sitt laveste i 1960-årene.
Fra rundt 1970 til tidlig på 1990-tallet var det en generell positiv trend (se f.eks. Hanssen-Bauer 2007). I løpet av det siste tiåret har NAO/AO-indeksen vært mer preget av høye verdier enn av lave.
2.6 Havstrømmer og vannmasser
Norskehavet og Barentshavet er eksepsjonelt varme for breddegraden. Dette skyldes den varme og salte norske Atlanterhavsstrømmen som går langs kanten av kontinen- talsokkelen. Ved inngangen til Barentshavet deler Atlanter- havsstrømmen seg i to grener (jfr. fig. 9). Spitsbergen-gre- nen fortsetter nordover langs kanten på kontinentalsokkelen i Framstredet og snur til slutt østover inn i Polhavet. Det vestlige Framstredet er dominert av den kalde og ferske Østgrønlandsstrømmen som fortsetter sørover fra Polhavet langs Grønlands-kysten.
Den andre grenen av Atlanterhavsstrømmen svinger østover inn i Barentshavet og bidrar til den varme og salte mas- sen av atlanterhavsvann som dominerer den sørlige delen av havet. Arktisk vann finnes lenger nord i Barentshavet.
Vannmassene møtes i et frontområde som kalles polarfron- ten. Polarfrontens posisjon er stabil i den vestlige delen fordi den er låst til topografien på grunnene. I øst er fronten mer utydelig og posisjonen mer variabel.
Den norske kystrømmen med større innslag av ferskvann finnes nærmere land enn Atlanterhavsstrømmen, og følger norskekysten nordover og deretter østover inn i Barents- havet. De assosierte ferske vannmassene, «kystvannet», er
Figur 7. Midlere lufttrykk ved havnivå (hPa) i perioden 1961–2000 basert på HIRHAM-nedskalering av ERA40-data. Øverst t.v.: Vinter (DJF), øverst t.h.: Vår (MAM), nederst t.v.: Sommer (JJA) og nederst t.h.: Høst (SON).
Figur 8. Midlere 10-meters vindhastighet (m/s) i perioden 1961–2000 basert på HIRHAM-nedskalering av ERA40-data. Øverst t.v.: Vinter (DJF), øverst t.h.: Vår (MAM), nederst t.v.: Sommer (JJA) og nederst t.h.: Høst (SON).
Winter
HIRHAM MSL pressure ERA40
Spring
HIRHAM MSL pressure ERA40
Summer
HIRHAM MSL pressure ERA40 MSLP
1017.5 − 1020 1015 − 1017.5 1012.5 − 1015 1010 − 1012.5 1007.5 − 1010 1005 − 1007.5 1002.5 − 1005 1000 − 1002.5 997.5 − 1000 995 − 997.5 992.5 − 995
Autumn
HIRHAM MSL pressure ERA40
Winter
HIRHAM 10−meter wind ERA40
Spring
HIRHAM 10−meter wind ERA40
Summer
HIRHAM 10−meter wind ERA40 w10m
15 − 20 10 − 15 8 − 10 6 − 8 5 − 6 4 − 5 3 − 4 2 − 3 1 − 2 0.5 − 1 0 − 0.5
Autumn
HIRHAM 10−meter wind ERA40
de sørligste vannmassene i Barentshavet. Strømmene og vannmassene i Barentshavet er vist i figur 9.
Norskehavet er isfritt, med unntak av den nordligste delen i Grønlandshavet–Framstredet (fig. 2 og 3). De atlantiske vannmassene i Barentshavet er også isfrie, mens mesteparten av det arktiske vannet har sesongvariabelt isdekke. Barents- havet har de senere år i hovedsak vært isfritt om somme- ren, typisk nok med is bare i et mindre område i nordøst.
Isdekket er imidlertid høyst variabelt fra år til år (fig. 10).
2.7 Tilgjengelige klima- og klimaendrings- data fra norsk Arktis
eKlima
Meteorologiske og klimatologiske data fra met.no er gratis tilgjengelig via eKlimapor- talen (www.eklima.no).
– Eksempler på innhold i eKlima:
– Kart over observasjonsstasjoner – Liste over nåværende værstasjoner – Endringer i stasjonsnettverket – Enkeltobservasjoner
– Tidsserier – Klimaprodukter
wsKlima-teknologi tillater oppsetting av klienter som kan ta ut klimadata og me- tadata fra met.nos eKlimadatabase (krever ingen registrering).
yr.no
Yr.no (www.yr.no) tilbyr værmeldinger og klimadata for et stort antall steder i Norge (inkl. steder i Arktis og Antarktis). Yr.no er et samarbeid mellom met.no og Norsk rikskringkasting (NRK). Yr.no er unikt i Europa på grunn av svært detaljerte vær- meldinger og gratis datatilgang. Værmel- dingene på yr.no er basert på data skaffet til veie av met.no og dets internasjonale partnerinstitusjoner.
Eksempler på detaljprodukter og værmel- dinger tilgjengelige på yr.no:
– Værmeldinger: Time for time, helgevæ- ret, langtidsvarsel
– Observasjoner og klimastatistikk for utvalgte steder
– Avanserte kart – Radar- og satellittkart
– Nyheter og fakta relatert til vær og klima seNorge
SeNorge.no (www.senorge.no) er et nettsted utviklet av Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE), Det norske me- teorologiske institutt (met.no) og Statens kartverk. Nettstedet seNorge oppdaterer daglig snø-, vær-, vann- og klimakart for Norge. Dataene er oppgitt som daglige, månedlige og årlige verdier, og også som klimape- rioder og scenarier. Det finnes kart for enkeltdager tilbake til 1960-tallet og frem til i morgen. Disse er nyttige i forbin- delse med risikoforebyggende tiltak knyttet til flom, tørke, energiknapphet, snø- og jordskred og klimaendringer, og de er også beregnet på næringsdrivende og friluftsfolk.
Klimatilpasning Norge
– Et nasjonalt nettsted for dem som planlegger klimatilpas-
Figur 10. Øvre ruter: Maksimum og minimum vinterisdekke (gjennomsnitt for april) i perioden 1979–2008, utledet fra passive mikrobølgesatellittdata (område med iskonsentrasjon >15 %). Nedre ruter: Maksimum og minimum sommerisdekke (gjennomsnitt for september) i samme periode (Gerland et al. 2010)
0°40°E 40°W 80°N
76°N
72°N
80°E
April 1979
15% 0
0.15 0.2 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.8 0.85 0.95 1
0° 40°E 40°W 80°N
76°N
72°N
80°E
0 0.15 0.2 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.8 0.85 0.95 1
September 1982 15%
0°40°E 40°W 80°N
76°N
72°N
80°E
September 2001
15% 0
0.15 0.2 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.8 0.85 0.95 1 0°40°E
40°W 80°N
76°N
72°N
80°E
April 2006
15% 0
0.15 0.2 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.8 0.85 0.95 1
Figur 9. Strømsystemet og vannmassene i Barentshavet (Loeng & Sætre 2001)
